稻秸秆加筋水泥土空心砌块边坡生态防护技术研究

在普通混凝土空心砌块护坡的基础上,提出了一种以稻秸秆、工程开挖后的废弃土、少量水泥为原料制成的空心砌块对边坡进行表层防护的方法,使其既具有混凝土空心砌块抗冲刷能力强、施工简单的优点,又能克服其资源消耗大、工程造价高的弊端。采用无侧限抗压强度试验,探讨了在不同稻秸秆掺量、不同稻秸秆长度、不同水泥掺量以及不同养护龄期条件下,稻秸秆加筋水泥土及其空心砌块的抗压强度发展规律及其耐久性能。在此基础上通过对比分析裸坡、稻秸秆加筋水泥土空心砌块、三维土工网3种防护形式下的花岗岩残积土边坡强降雨冲刷试验以及室外空心砌块植草试验,验证稻秸秆加筋水泥土空心砌块的实际防护效果。最后对稻秸秆加筋水泥土空心砌块护坡的经济性与适用性进行了分析讨论。研究结果表明:稻秸秆加筋水泥土空心砌块的强度和耐久性能能够满足工程实际应用要求,其每平方米造价比普通混凝土空心砌块减少40%左右,经济效益十分显著,具有良好的应用和推广价值。其中稻秸秆加筋水泥土空心砌块最经济合理配比为稻秸秆掺量0. 25%、稻秸秆长度15 mm、水泥掺量15%。     

稻秸秆加筋土生态护坡室内降雨冲刷试验研究

针对湖南省某高速公路花岗岩残积土粗颗粒含量多,遇水易崩解,极易形成坡面冲蚀的特点,提出采用稻秸秆加筋土对坡体表面进行生态防护。通过室内边坡模型的降雨冲刷试验探讨了不同稻秸秆加筋土厚度与不同稻秸秆掺和比例的防护机理与效果,可知降雨冲刷作用下坡面破坏是从雨滴溅蚀开始的,而后是重力、摩擦力和坡面径流推力等对土颗粒的搬运作用,进而对坡面形成冲蚀;稻秸秆加筋土防护层受雨水溅蚀程度要小,泥沙冲刷量少,防护效果较好;稻秸秆掺和比例为0. 3%、防护层厚度为5 cm下的稻秸秆加筋土层防护效果最佳。室内试验结果可为同类工程研究与实际工程应用提供借鉴或参考。     

土工布边坡生态防护结构的抗冲刷室内模拟试验研究

雨水冲刷是引起强降雨地区路基边坡滑塌破坏的重要原因,传统的结构护坡方法尽管能解决边坡冲刷问题,但生态效果差,而常规的喷播植草方法的防雨水冲刷效果不佳。针对这种状况,文中对一种土工布边坡防护结构进行强降雨条件下的室内模拟试验,通过对比研究,得到了土工布边坡防护结构的最优防护形式及参数。     

生态护坡技术在巴平高速公路的应用研究

为了提高炭质岩边坡的安全稳定性,工程中对开挖后的炭质岩边坡会采取及时封闭坡面的措施来防止表层炭质岩崩解软化。炭质岩边坡的破坏模式按照有无残积土覆盖层,可分为沿岩土分界面的顺向滑动和岩体崩解软化引起的塌方。通过进行不同绿化添加剂掺量的植被混凝土对比试验得出,植被混凝土配比中绿化添加剂的掺入量为30～40kg/m~3时绿化效果最优。采用Midas-GTS有限元软件进行炭质岩边坡稳定性分析,得出植被混凝土护坡技术能在一定程度上提高边坡稳定性。植被混凝土具有一定护坡强度和抗冲刷能力,既能营造良好的植物生长环境,又能对边坡进行表面封闭,提高边坡的稳定性。     

含水率与加筋率对加筋土崩解特性影响的试验研究

针对边坡生态防护所采用的稻秸秆加筋土,通过崩解试验研究不同加筋率与含水率对加筋土崩解特性的影响规律。试验采用烘干的方法改变6种加筋(稻秸秆)率(加筋率为:0～0.5%)试样的含水率,然后进行崩解试验。结果表明:①试样的崩解量和崩解速率与试样的初始含水率和稻秸秆掺加比例有关,试样的崩解量和崩解速率随着试样的初始含水率的降低而增加;②初始含水率对试样的崩解性起决定性影响,稻秸秆掺加比例对试样崩解现象影响不大。当初始含水率高时,试样成"鳞片状"崩解;当初始含水率低时,试样先是细小颗粒以粉状掉落,试样成"块状"崩解。     

菊苣在低液限粉质粘土边坡生态防护中的应用

在分析菊苣植物生物生态学特征和秸秆泥边坡生态防护方法机理及优点的基础上,选择京台高速公路廊坊段土质路堤边坡作为试验区进行现场绿化试验,对比了3种乡土植物的植株高度、植被覆盖度、抗侵蚀能力和浅层坡体温度场、水分场变化情况。试验结果表明:菊苣是一种改善低液限粉质粘土边坡的理想先锋植物,坡面覆盖率达到90.74%;由于菊苣主根和须根均较发达,其抗侵蚀能力较强,有效根密度为31条/(10cm)3,土壤完全崩解时间为357min;菊苣可有效降低温度和水分的变化范围,减缓低液限粉质粘土边坡在热力条件下的风化侵蚀。菊苣生长无需专门养护,能增强绿化效果,在公路边坡生态防护建设中具有广泛的推广价值。     

红砂岩泥化夹层物理力学性质的试验研究

红砂岩地区边坡常沿着泥化夹层发生顺层滑坡,为查明泥化夹层的工程地质性质,揭示地下水对泥化夹层抗剪强度的影响规律,对常吉高速公路沿线分布的红砂岩泥化夹层的的物理力学性质进行了初步试验研究。分别进行了红砂岩泥化夹层的含水率、密度、比重、液塑限和直剪试验等物理力学试验,试验表明随着泥化夹层含水量的增加其抗剪强度具有显著降低的趋势。     

红砂岩泥化夹层物理力学性质的试验研究

红砂岩地区边坡常沿着泥化夹层发生顺层滑坡，为查明泥化夹层的工程地质性质，揭示地下水对泥化夹层抗剪强度的影响规律，对常吉高速公路沿线分布的红砂岩泥化夹层的的物理力学性质进行了初步试验研究。分别进行了红砂岩泥化夹层的含水率、密度、比重、液塑限和直剪试验等物理力学试验，试验表明随着泥化夹层含水量的增加其抗剪强度具有显著降低的趋势。     

草类根系对坡面土强度及崩解特性的影响试验

坡面植被的固土防冲刷失稳作用往往取决于草类根系对坡面土强度和抗崩解特性的提高幅度。为研究草类根系对提高坡面土强度和抗崩解特性的影响规律,首先通过植草种植试验和观察,研究草类根系生长及竖向深度含根量分布规律,然后采用直剪试验得到不同根系含量或不同生长深度与根-土复合体强度的关系,并对添加不同含量根系的根-土复合体进行强度试验,比较种植活根系和添加死根系根-土复合体不同的强度特性。对路堑坡面植草根系原状土样和添加根系重塑配制土样进行崩解试验,比较分析坡面土壤的结构性、根系含量对植草坡面土体崩解特性的影响。结果表明：草类根系的纵横穿插与缠绕根网加筋作用使草类根系能显著增强根-土复合体的强度,种植根系的毛细根系及生物活性使其对土体强度提高的加筋效应远优于添加根系,其提高幅度与根含量呈线性增加关系;由于草类根系的缠绕包裹作用提高了土的强度,且草类根系在土体孔隙中的穿插能减少雨水入渗时的孔隙气压及封闭气体,从而使草类根系能显著提高根-土复合体的抗崩解特性;路堑边坡土体的结构性以及主根系衍生出大量毛细根系的存在,使添加根系重塑配制土的抗崩解能力远小于路堑边坡种植根系原状土;根土样在配制土中采用稻秸秆代替草类根系,在同样添加比例的情况下具有更高的抗崩解能力及加筋强度。     

公路基层材料抗冲刷试验研究

在分析路面产生水损害过程的基础上,研制了能模拟路面材料冲刷过程的试验设备,并利用该设备进行了9种基层材料配比设计的冲刷试验,得到了冲刷次数和冲刷深度的关系,提出了半刚性基层抗冲刷试验指标,分析了基层抗刷能力的影响因素。     

水泥稳定天然碎石土基层力学性能试验研究

天然碎石土是山石风化的一种低强度砂石材料,在山丘地区非常丰富,取用方便。由于水泥稳定天然碎石土是新产品、新材料,我国尚没有完善国家标准和国际标准,国内外普遍认为半刚性基层混合料会由于干缩而开裂,因而引起沥青路面开裂,形成反射裂缝。通过对水泥稳定碎石土材料和其他类型半刚性基层材料的干缩实验对比分析,水泥稳定天然碎石土的干缩一庄与水泥稳定砂砾基本接近,水泥稳定碎石土材料的干缩系数满足道路等级要求。为了比较基层材料的抗冲刷效果,还进行了水泥稳定天然碎石土混合料的冲刷性能试验。通过该试验的分析,最后得出运行次数与冲刷深度两者之间的关系。     

基于土工格室及加筋的生态边坡加固试验分析

基于生态边坡坡面防护方案,在常规基础上提出了土工格室规格及外掺作物秸秆加筋的改进措施;搭建了室内模拟边坡降雨冲刷试验;控制土工格室规格及外掺作物秸秆加筋变量,分析模拟边坡降雨冲刷数据,综合对比生态边坡坡面防护效果。结果表明：土工格室及外掺作物秸秆加筋的综合措施能显著提升生态边坡坡面抗冲刷能力,增强边坡防护效果;单一采用土工格室措施的生态边坡冲蚀量相较于裸坡可降低71.27%,采用土工格室及外掺作物秸秆加筋的复合措施可降低84.65%;缩小土工格室尺寸有利于降低生态边坡坡面模拟降雨冲蚀量,提升防护效果。     

水泥稳定砖与混凝土再生集料基层的性能研究

为了研究水泥稳定砖与混凝土建筑垃圾再生集料基层性能,采用扫描电子显微镜和工业CT分别对砖渣、旧混凝土和新集料的表面与内部结构进行扫描,开展了再生集料与新集料的基本特性试验,并进行了对比分析;针对不同掺量再生集料,开展了4种水泥剂量稳定基层混合料的7d无侧限抗压强度试验以及质量分数为4%的水泥稳定基层混合料的不同龄期无侧限抗压强度、不同龄期劈裂强度、90d抗压和劈裂回弹模量、抗冲刷、抗冻融、干缩与温缩等一系列系统室内试验,对比分析了试验结果;铺筑了试验路并进行了跟踪监测。试验结果表明:与天然集料相比,再生集料表面微孔隙多且内部含孔隙或微裂隙,其密度小、吸水率大、压碎值大;随再生集料掺量的增加,混合料的最大干密度和最佳含水率分别呈近似线性减小和增大;随再生集料掺量的增加,混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压模量与劈裂模量均呈先增后减的变化规律,抗冲刷能力下降,抗冻融性能变化不大,干缩系数减小,温缩系数变大;7d无侧限抗压强度和90d劈裂强度均满足规范的要求;试验路性能良好,证明砖与混凝土再生集料用作半刚性基层材料是可行的。     

高速公路边坡冲刷机理分析及室内模拟试验研究

通过对边坡冲刷机理分析、边坡冲刷特性因子计算以及边坡抗冲刷能力室内模拟试验,系统深入地研究了边坡冲刷成因、冲刷特性和影响参数,进而检验理论分析、设计的合理性,进一步落实边坡防护施工工艺的技术路线。     

粉土路基坡面复合面层护坡技术的面层材料特性

针对粉土路基边坡的坡面冲刷破坏和分层滑移破坏特征,提出一种融合玄武岩纤维加筋与聚丙烯酰胺固化作用,并集植草、抗冲刷、增稳多种功效的粉土路基坡面复合面层护坡技术。根据复合面层中不同面层的防护机制,开展对应面层材料的直剪试验、淋滤质量损失试验、渗透试验和毛细水上升试验,通过讨论面层材料中玄武岩纤维加筋量、筋长、聚丙烯酰胺掺量的变化与对应面层材料剪切变形、剪切强度、质量损失比、渗透系数、入渗量的关系规律,从材料角度分析获得玄武岩纤维的相对经济掺量、筋长与聚丙烯酰胺的相对经济配比及其对应材料指标。试验结果表明：复合面层材料相对粉土强度提高80%~150%,抗冲刷性能提高约200%,抗渗性提高约3个数量级;面层材料相对经济的配合比大致为玄武岩纤维筋长12 mm、掺量0.4%,聚丙烯酰胺掺量1%;面层材料大幅改善了原粉土的强度、变形性能、抗冲刷性与抗渗性,3层复合面层材料将减少入渗、削弱侵蚀、提高强度3种功能融为一体。     

高速公路水泥稳定碎石配合比设计分析与施工质量控制要点探析

以某高速公路为基础,通过振动实验研究基于骨架密实结构的水泥稳定碎石配合比,并利用振动击实法测定配合比的最佳含水量和最大干密度。实验表明:1~#、2~#、3~#以及石屑配比为19∶21∶20∶40,4%的水泥剂含量的水泥稳定碎石配比组成的材料,其各项指标均符合高速公路建设需求,且此时最佳含水量和最大干密度为5%、2.267 g/cm~3。同时结合实验研究了该材料的无侧限抗压强度及干缩特性、温缩特性,以此作为水泥稳定碎石施工质量控制的研究基础。     

岩质边坡植被抗冲刷现场试验研究

阐述了岩质边坡生态防护植被现场抗冲刷试验的试验目的,详细介绍了其试验方案及现场试验方法.通过对试验区草种生长情况的评判,对试验区草种抗冲刷能力的测试,对适宜广西寨任路边坡防护的草种进行了比选,对不同草种抗冲刷能力进行了探讨.通过对试验数据的分析,得到了不同草种在不同降雨强度下与边坡冲刷的关系,为岩质边坡生态防护植被的选择提供了依据.     

岩质边坡植被抗冲刷现场试验研究

阐述了岩质边坡生态防护植被现场抗冲刷试验的试验目的,详细介绍了其试验方案及现场试验方法。通过对试验区草种生长情况的评判,对试验区草种抗冲刷能力的测试,对适宜广西寨任路边坡防护的草种进行了比选,对不同草种抗冲刷能力进行了探讨。通过对试验数据的分析,得到了不同草种在不同降雨强度下与边坡冲刷的关系,为岩质边坡生态防护植被的选择提供了依据。     

路邦EN-1固化剂稳定土路用性能试验研究

针对黑龙江省齐齐哈尔地区讷河一带砂石材料匮乏这一问题,采用粘土作为基层材料,用美国路邦EN-1固化剂进行加固,并对加固土的路用性能进行对比研究。在分析原材料物理性质基础上,对石灰剂量为3%~9%范围内不同配比的石灰粘土和掺入0.018%路邦EN-1的石灰粘土进行无侧限抗压强度试验,根据强度变化规律确定固化剂稳定土的最佳石灰用量为5%。在此基础上对5%石灰稳定土、9%石灰稳定土和5%石灰固化剂稳定土进行水稳定性试验、抗冻性试验、干缩和温缩试验,计算出干缩抗裂系数和温缩抗裂系数,并利用干缩抗裂系数和温缩抗裂系数对上述3种材料进行了抗裂性能评价。研究结果表明:5%石灰固化剂稳定土的稳定性和疲劳抗裂性能明显优于5%石灰稳定土和9%石灰稳定土,可以用作寒区道路基层材料。     

岩石边坡喷混植生护坡防护技术应用研究

在广泛收集、研究国内外喷混植生护坡防护技术应用情况的基础上,进行了小型模拟试验研究,总结了植物生长、基材抗冲刷能力与基材配方的关系,初步确定了种植基材配方,结合岩石边坡绿色防护工程施工,并根据各工点气候、边坡特性及施工季节等条件,选取试验段进行了现场原型试验研究,总结了合理的基材配方、植物配置和施工方法,达到了在岩石边坡绿色防护工程中引进、推广该项先进施工新技术的目的。